一种低成本相控阵新型馈电网络制造技术

本实用新型专利技术涉及一种低成本相控阵新型馈电网络，它包括天线单元、移相器和阵列馈电网络；阵列馈电网络包括由五个单层C

【技术实现步骤摘要】
一种低成本相控阵新型馈电网络


[0001]本技术涉及天线
，尤其涉及一种低成本相控阵新型馈电网络。

技术介绍

[0002]相控阵天线是一种多天线系统，它可以增强特定方向的辐射特性，并在非期望的方向进行抑制。相控阵天线能够在非机械运动的条件下实现波束的灵活扫描与波束赋形。这种独特的性能使相控阵在该技术问世后得到了广泛的应用。相控阵传统上用于军事应用已有几十年。尽管相控阵技术有广泛的应用前景，但还没有广泛应用于商业领域，在民用中普及的可能性引起研究者的浓厚兴趣。其中相控阵的高成本和复杂性是其在任何大规模商业应用时需要面对的关键性问题。因此，如何降低相控阵系统的成本和复杂度是目前需要考虑的问题。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种低成本相控阵新型馈电网络，解决了现有相控阵系统存在的问题。
[0004]本技术的目的通过以下技术方案来实现：一种低成本相控阵新型馈电网络，它包括多个天线单元、移相器和阵列馈电网络；所述阵列馈电网络包括由五个单层C
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BFN组成，每个单层C
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BFN包括两个输入端口和三个输出端口，其中两个单层C
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BFN作为阵列馈电网络的输入层，剩余三个单层C
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BFN作为阵列馈电网络的输出层；输入层中每个单层C
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BFN的三个输出端口分别与输入层中三个单层C
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BFN的其中一个输入端口连接；输入层中每个单层C
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BFN连接一个天线单元，且每个单层C
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BFN两侧的输出端口通过移相器与天线单元连接，中间的输出端口直接与天线单元连接。
[0005]所述单层C
‑
BFN包括第一拆分S节点、第二拆分S节点和重组R节点，重组R节点设置在两个拆分S节点之间，两个拆分S节点上分别有一输入端口和一输出端口，重组R节点上有一输出端口；所述拆分S节点用于接收功率并将其平均分配到输出端口以及与其他单层C
‑
BFN连接；所述重组R节点用于对通过其输入端口输入的功率进行重新组合，并将合成的功率传输到两个拆分S节点或者直接输出。
[0006]所述第一拆分S节点包括第一功分器，第二拆分S节点第三功分器，重新R节点包括第三功分器，每个功分器包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口；第一功分器的第三端口与第二功分器的第二端口连接，第二功分器的第三端口与第三功分器的第二端口连接；第一功分器的第一端口和第三功分器的第一端口作为单层C
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BFN的两个输入端口；第一功分器的第二端口、第二功分器的第一端口和第三功分器的第三端口作为单层C
‑
BFN的三个输出端口；三个功分器的第四端口和第五端口连接隔离负载。
[0007]所述天线单元包括设置在基板上的三组天线，每组天线包括两个引向阵子、一个激励阵子和一个反射阵子，两个引向阵子设置与激励阵子的一端，反射阵子设置与激励阵子的另一端；所述激励阵子与反射阵子连接，并通过微带线与馈线连接；在其中两组天线上
设置有移相器，移相器通与激励阵子连接。
[0008]所述移相器的一端与第一功分器的第二端口和第三功分器的第三端口连接，另一端通过微带线与其中两组天线中的激励阵子连接；所述第二功分器的第一端口与剩余一组天线的激励阵子连接。
[0009]所述移相器包括由两段长度相差半波长的支路一、支路二和直流偏置电路组成；所述直流偏置电路和支路二与所述支路一连接；开关a和开关b的通断状态由直流偏置电路控制，利用开关a和开关b的通断使信号通过支路一或者支路二，最终输出0
°
或者180
°
两种相位状态，实现移相。
[0010]所述支路一包括输入端、输出端和开关a，输入端通过开关a与输出端连接；所述支路二的一端与输出端连接，另一端通过开关b与输入端连接；所述直流偏置电路包括偏置回路和偏压电路；所述偏置回路与输入端连接，偏压电路与输出端连接。
[0011]本技术具有以下优点：一种低成本相控阵新型馈电网络，通过多个馈电网络的级联实现四个输入端口对3
×
3的阵列的波束控制。最终将T/R组件的使用数量从九个减少至四个，且拓宽了阵列天线的扫描角度。
附图说明
[0012]图1 为本技术的结构示意图；
[0013]图2 为单层C
‑
BFN的结构原理图；
[0014]图3 为Gysel功分器的结构示意图；
[0015]图4 为单层C
‑
BFN的结构示意图；
[0016]图5 为单层C
‑
BFN与移相器的连接原理图；
[0017]图6 为天线的结构示意图；
[0018]图7 为移相器的电路示意图；
[0019]图8 为输出端口与S参数和相位的仿真/实测对比图；
[0020]图9 为测试和仿真得到的CBFN在视轴方向的归一化电场方向图(theta=90
°
)；
[0021]图10为测试和仿真得到的CBFN 在E 面的归一化电场方向图(theta=90
°
)；
[0022]图11为测试和仿真得到的CBFN 在H 面的归一化电场方向图(theta=90
°
)。
具体实施方式
[0023]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本技术做进一步的描述。
[0024]本技术通过相干辐射周期结构的思想（利用阵列元件之间现有的相互耦合水平相干 (同相) 扩展阵列每个有源元件的复振幅）来设计新型的馈电网络，即相干波束形
成网络（C
‑
BFN）；因为功率合成效率会随着网络级数或者层数的增加而降低，因此，本技术设计为3
×
3天线阵列馈电网络。
[0025]如图1所示，它包括多个天线单元、移相器和阵列馈电网络；所述阵列馈电网络包括由五个单层C
‑
BFN组成，通过五个单层C
‑
BFN组成3
×
3天线阵列馈电网络，每个单层C
‑
BFN包括两个输入端口和三个输出端口，其中两个单层C
‑
BFN作为阵列馈电网络的输入层，剩余三个单层C
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本相控阵新型馈电网络，其特征在于：它包括多个天线单元、移相器和阵列馈电网络；所述阵列馈电网络包括由五个单层C
‑
BFN组成，每个单层C
‑
BFN包括两个输入端口和三个输出端口，其中两个单层C
‑
BFN作为阵列馈电网络的输入层，剩余三个单层C
‑
BFN作为阵列馈电网络的输出层；输入层中每个单层C
‑
BFN的三个输出端口分别与输入层中三个单层C
‑
BFN的其中一个输入端口连接；输入层中每个单层C
‑
BFN连接一个天线单元，且每个单层C
‑
BFN两侧的输出端口通过移相器与天线单元连接，中间的输出端口直接与天线单元连接。2.根据权利要求1所述的一种低成本相控阵新型馈电网络，其特征在于：所述单层C
‑
BFN包括第一拆分S节点、第二拆分S节点和重组R节点，重组R节点设置在两个拆分S节点之间，两个拆分S节点上分别有一输入端口和一输出端口，重组R节点上有一输出端口。3.根据权利要求2所述的一种低成本相控阵新型馈电网络，其特征在于：所述第一拆分S节点包括第一功分器，第二拆分S节点第三功分器，重新R节点包括第三功分器，每个功分器包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口；第一功分器的第三端口与第二功分器的第二端口连接，第二功分器的第三端口与第三功分器的第二端口连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东升，李顺，王迎，李靖，曹虞杰，袁鸣，苏畅，
申请(专利权)人：成都德杉科技有限公司，
类型：新型
国别省市：